Bronce para niños
El bronce es un tipo de aleación, que es una mezcla de metales. Se forma principalmente con cobre y estaño. El cobre es el metal principal, y el estaño se añade en una cantidad que va del 3% al 20%. A veces, también se pueden incluir otros metales en esta mezcla.
Es importante saber que las aleaciones de cobre y zinc se llaman latón. Sin embargo, hoy en día, el cobre a menudo se mezcla con estaño y zinc al mismo tiempo, por lo que en el lenguaje común, la diferencia entre bronce y latón puede ser un poco confusa.
El bronce fue la primera aleación importante que los seres humanos aprendieron a fabricar. Fue tan importante que una época de la historia se conoce como la «Edad del Bronce». Durante miles de años, fue el material principal para hacer herramientas, armas y objetos de orfebrería. Los artistas lo han usado para joyería, medallas y esculturas. Las monedas hechas de bronce también fueron muy importantes en el comercio.
Hoy en día, el bronce se usa en piezas mecánicas que necesitan ser resistentes al roce y a la corrosión. También es fundamental en la fabricación de instrumentos musicales de alta calidad, como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones y las cuerdas de arpas, guitarras y pianos.
Contenido
¿De Dónde Viene la Palabra "Bronce"?
La palabra «bronce» podría venir del idioma persa, de la palabra berenj, que significa «latón». Otra idea es que viene del latín aes brundisium, que significa «mineral de Brindisi». Brindisi era un puerto antiguo, y se cree que la aleación se enviaba por mar a este lugar para luego distribuirse por todo el Imperio romano.
La Historia del Bronce: Un Material Revolucionario
La aparición del bronce fue un gran avance para todas las civilizaciones que lo usaron. Fue una de las aleaciones más innovadoras en la historia de la tecnología. Las herramientas, armas y materiales de construcción hechos de bronce, como mosaicos y placas decorativas, eran mucho más duros y duraderos que los hechos de piedra o cobre puro.
Para fabricar bronce, se mezclaba el mineral de cobre (como la calcopirita o la malaquita) con el mineral de estaño (casiterita) en un horno que usaba carbón vegetal. El carbono del carbón ayudaba a transformar los minerales en cobre y estaño, que luego se fundían y se mezclaban. Este conocimiento de la metalurgia del bronce dio origen a la «Edad de Bronce» en muchas civilizaciones.
El Bronce Arsenical: Un Material Antiguo
Al principio, algunas impurezas naturales de arsénico en el cobre permitían obtener una aleación natural llamada bronce arsenical. Esta aleación, que contenía al menos un 2% de arsénico, se usaba durante la Edad de Bronce para hacer armas y herramientas. Era útil porque el estaño no era fácil de encontrar en muchas regiones y tenía que ser importado de lugares lejanos.
Es importante saber que el arsénico hace que esta aleación sea muy peligrosa para la salud. Por eso, su uso disminuyó mucho cuando se descubrieron otras aleaciones más seguras.
El Comercio del Estaño: Un Recurso Valioso
Las aleaciones de estaño más antiguas que conocemos se encontraron en Susa (actual Irán) y otros lugares arqueológicos en Luristán y Mesopotamia, y datan de hace más de 6.000 años.
Aunque el cobre y el estaño se mezclan fácilmente, es raro encontrar minas donde ambos minerales estén juntos. Por eso, la fabricación de bronce siempre dependió del comercio de estaño. Algunos arqueólogos creen que el inicio de la Edad del Hierro, que reemplazó al bronce en muchas aplicaciones, pudo deberse a interrupciones en el comercio de estaño alrededor del año 1200 a.C., coincidiendo con grandes migraciones en el Mediterráneo. La principal fuente de estaño en Europa era Gran Bretaña, especialmente en Cornualles. Se sabe que los fenicios viajaban hasta allí para intercambiar mercancías del Mediterráneo por estaño.
El Bronce en Diferentes Culturas
En el Antiguo Egipto, la mayoría de los objetos metálicos se hacían con aleaciones de cobre y otros metales como arsénico, estaño, oro y plata. En tumbas del Imperio Nuevo y en el templo de Karnak, hay bajorrelieves que muestran cómo se fundía el metal en el siglo XV a.C.
La Grecia clásica, famosa por sus esculturas de mármol, también desarrolló técnicas avanzadas para fundir bronce. Un ejemplo son los bronces de Riace, creados en el siglo V a.C.
En la India, la Dinastía chola (siglos X y XI) creó esculturas de bronce muy importantes, representando al dios Shivá y otras deidades.
Las civilizaciones de la América prehispánica también conocían el uso de aleaciones de bronce, aunque muchas herramientas seguían siendo de piedra. Se encontraron objetos de aleaciones de cobre con plata, estaño, plomo e incluso latón. Se cree que en los Andes precolombinos, los primeros trabajos en bronce se hicieron durante el Imperio wari. En la época inca, el bronce estaba reservado solo para la nobleza incaica y los altos mandos del ejército. Se procesaba en lugares como Viña del Cerro y Curamba. Más tarde, durante la época colonial, las fundiciones más grandes estaban en Perú y Cuba, y se dedicaban principalmente a hacer campanas y cañones.
El bronce siguió usándose porque el acero de buena calidad no estuvo disponible de forma masiva hasta muchos siglos después, con las mejoras en las técnicas de fundición a principios de la Edad Media en Europa. Cuando el acero se volvió más barato y resistente, el bronce fue reemplazado en muchas aplicaciones.
¿Cómo es el Bronce? Sus Propiedades
Excepto el acero, las aleaciones de bronce son mejores que las de hierro en casi todas las aplicaciones. El bronce tiene un calor específico muy alto, lo que significa que puede almacenar mucho calor, por eso se usa en aplicaciones de transferencia de calor.
Bronce vs. Acero: ¿Cuál es Mejor?
Aunque el bronce puede desarrollar una capa superficial llamada pátina, no se oxida por debajo de la superficie. Es más frágil y se funde a una temperatura más baja que el acero. Las aleaciones de bronce son aproximadamente un 10% más pesadas que el acero, excepto las que contienen aluminio o sílice. También son menos rígidas, por lo que en aplicaciones elásticas como resortes, acumulan menos energía que las piezas de acero. El bronce resiste la corrosión, incluso en el mar, y es un mejor conductor del calor y la electricidad.
Otra diferencia importante es que las aleaciones de bronce no producen chispas cuando se golpean contra superficies duras. Por esta razón, se usan para fabricar martillos, mazas y otras herramientas para trabajar en lugares donde hay gases inflamables o riesgo de explosiones.
¿Por Qué el Bronce es Tan Útil?
El cobre y sus aleaciones tienen muchos usos debido a sus propiedades mecánicas, físicas y químicas. Por ejemplo, el cobre puro es un excelente conductor de electricidad. El latón es muy maleable, ideal para cartuchos de munición. Algunas aleaciones de cobre con plomo tienen baja fricción, y el bronce es famoso por su sonoridad en las campanas. Además, la mayoría de sus aleaciones son resistentes a la corrosión.
Propiedades Físicas y Mecánicas
Para una aleación común de bronce (89% cobre y 11% estaño):
- Densidad: 8900 kilogramos por metro cúbico.
- Punto de fusión: entre 830 y 1020 °C.
- Punto de ebullición: entre 2230 y 2420 °C.
- Resistencia a la tracción: entre 300 y 900 MPa (megapascales).
Tipos de Aleaciones de Bronce
Bronce Básico y Comercial
El bronce básico suele tener alrededor del 88% de cobre y el 12% de estaño. El bronce «alfa», con un 4% a 5% de estaño, se usa para hacer monedas, resortes, turbinas y herramientas de corte.
A veces, se llama incorrectamente «bronce comercial» al latón, que tiene 90% de cobre y 10% de zinc, pero no estaño. Es más duro que el cobre y se usa en tornillos y alambres.
Bronce para Joyería y Arte
El bronce sol (Sonnenbronze en alemán) es una aleación usada en joyería. Es fuerte, dúctil y muy dura, y contiene hasta un 60% de cobalto.
El cuproaluminio o bronce de aluminio tiene un color parecido al oro. El aluminio es el metal principal que se añade al cobre. Hay varias variedades de bronces de aluminio que se usan en la industria.
El kara-kane (que significa «metal chino» en japonés) es un bronce tradicional de Japón para campanas y orfebrería. Contiene 60% de cobre, 24% de estaño y 9% de zinc, con algo de hierro y plomo. Los artistas a menudo le añaden pequeñas cantidades de arsénico y antimonio para hacerlo más duro sin que pierda su capacidad de fundirse bien, lo que permite hacer detalles más finos en los moldes.
El kara-kane es muy popular para artesanías y estatuas por su bajo punto de fusión, su fluidez y su superficie suave que desarrolla una hermosa pátina rápidamente. Existe una variedad especial llamada seniokuthis, o bronce dorado, de la dinastía Ming en China, que destaca por su brillo y tono dorado.
Bronce para Instrumentos Musicales y Campanas
El bronce para campanas suele ser frágil. Las campanas nuevas pueden tener un color que va del gris oscuro al blanco grisáceo, con tonos rojizos o incluso azulados si tienen más cobre.
Más cobre produce tonos más graves y profundos, mientras que añadir estaño, hierro o zinc produce tonos más agudos. Para lograr una estructura más cristalina y variar el sonido, los fundidores también han usado pequeñas cantidades de otros metales como antimonio o bismuto.
La aleación que produce el mejor sonido para campanas se llama metal de campana, y tiene 78% de cobre y 22% de estaño. Es fácil de fundir y tiene una estructura compacta. Este tipo de bronce se conocía desde la antigüedad en la India para hacer gongs. Aunque es costoso, añadir plata puede mejorar aún más el sonido.
En China, se usaba una aleación con 80% de cobre y 20% de estaño para campanas grandes, gongs y timbales. En Inglaterra, se usaba una aleación con 80% de cobre, 10.25% de estaño, 5.50% de zinc y 4.25% de plomo, pero su sonido era menor porque el plomo no se mezcla bien.
Para platillos y gongs, se usan varias aleaciones, como una con 80% de cobre y 20% de estaño (B20), o una más económica con 92% de cobre y 8% de estaño (B8).
La campana más grande que se conserva, la Tsar Kólokol, fue fundida en 1733 en Rusia. Pesa 216 toneladas y mide más de 6 metros de altura. Nunca se usó como instrumento porque un incendio dañó sus soportes. Desde 1836, se exhibe en el Kremlin de Moscú.
Bronce para Armas Antiguas
Después del descubrimiento de la pólvora, se empezó a usar un tipo de bronce para cañones que tenía entre 90% y 91% de cobre y 9% a 10% de estaño. A esta proporción se le llama «bronce ordinario». Estas armas ya se conocían en China en el siglo XI a.C., y en Europa se usaron a partir del siglo XIII.
En el siglo XV, el Imperio otomano tenía grandes cañones de bronce. Uno de ellos, el cañón de los Dardanelos, pesaba 16.8 toneladas y podía lanzar balas de 300 kg a 1600 metros. Era difícil de usar y solo podía disparar unas 15 veces al día. Se usó en el sitio de Constantinopla en 1453.
Aleaciones Especiales
- Aleaciones que imitan la plata:
* Metal de Tonca: Tiene 36% de cobre, 28% de níquel y cantidades iguales de estaño, plomo, hierro, zinc y antimonio. Es difícil de fundir y poco dúctil. * Mina plata: Hecha con 57% de cobre, 40% de níquel, 3% de tungsteno y pequeñas cantidades de aluminio. Es muy parecida a la plata y no es afectada por el azufre.
- Aleaciones con plomo: Se usan para fabricar cojinetes y otras piezas que sufren fricción. Contienen hasta un 10% de plomo, lo que les da propiedades autolubricantes. El plomo no se mezcla completamente con el cobre, por lo que si la pieza se calienta mucho, el plomo puede "sudar" y aparecer como una pasta. Reciclar estas piezas también es complicado porque el plomo se funde mucho antes que el cobre.
¿Cómo se Fabrica una Escultura de Bronce?
El método más común para hacer esculturas de bronce es el de la «cera perdida» o microfusión. Aquí te explicamos los pasos:
- Se crea un modelo original de la escultura en barro, escayola u otro material.
- Se hace un molde principal, generalmente de escayola. Una vez seco, se retira el modelo original.
- Este molde «negativo» se llena con cera para crear una copia «positiva» de cera.
- La figura de cera se cubre con una mezcla de arcilla. Cuando está seca, se lleva a un horno, donde la cera se derrite y «se pierde».
- Si la pieza es pequeña, el molde vacío se usa directamente para verter el bronce. Para piezas más grandes, se llena el molde con una capa de cera del grosor deseado para el bronce, y el interior se rellena con material refractario. Todo el proceso necesita canales para el aire y para el bronce fundido, y mucho cuidado para que la pieza quede perfecta.
- Finalmente, se lija la pieza para quitar imperfecciones y se pule.
- Se aplica una pátina usando diferentes ácidos y calor para acelerar la oxidación y darle un color especial.
¿Qué Simboliza el Bronce?
- Las medallas de bronce se entregan al tercer puesto en las competiciones deportivas.
- En algunas culturas occidentales, el bronce representa ocho años de matrimonio: se le llama Bodas de bronce.
- Es el octavo nivel en la progresión de la cerbatana deportiva.
Véase también
En inglés: Bronze Facts for Kids
- Cobre
- Estaño
- Aleaciones de cobre
- Edad de Bronce
- Bronce de aluminio
- Alpaca (aleación)
- Latón
- Hierro
- Fundición de campanas
- Moldeo a la cera perdida
- Repujado
- Escultura en bronce
